高中物理《用牛頓定律解決問題》教案5 （人教版必修1）

111 用牛頓定律解決問題（一）新課標要求（一）知識與技能1、進一步學習分析物體的受力情況，并能結(jié)合物體的運動情況進行受力分析。2、掌握應用牛頓運動定律解決動力學問題的基本思路方法。3、學會如何從牛頓運動定律入手求解有關物體運動狀態(tài)參量。4、學會根據(jù)物體運動狀態(tài)參量的變化求解有關物體的受力情況。（二）過程與方法1、培養(yǎng)學生利用物理語言表達、描述物理實際問題的能力。2、幫助學生提高信息收集和處理能力，分析、思考、解決問題能力和交流、合作能力。3、幫助學生學會運用實例總結(jié)歸納一般問題解題規(guī)律的能力。4、讓學生認識數(shù)學工具在表達解決物理問題中的作用。（三）情感、態(tài)度與價值觀1、利用我國的高科技成果激發(fā)學生的求知欲及學習興趣。2、培養(yǎng)學生科學嚴謹?shù)那髮崙B(tài)度及解決實際問題的能力。3、初步培養(yǎng)學生合作交流的愿望，能主動與他人合作的團隊精神，敢于提出與別人不同的見解，也勇于放棄或修正自己的錯誤觀點。教學重點用牛頓運動定律解決動力學問題的基本思路方法教學難點正確分析受力并恰當?shù)剡\用正交分解法教學方法111111創(chuàng)設情景一一導入課題一一實例分析一實踐體驗一一交流總結(jié)教學用具：投影儀、多媒體等教學過程（一）引入新課教師活動：利用多媒體投影播放“神州” 5號飛船的升空及準確定點回收情景的實況錄像資料，教師提出問題，引導啟發(fā)學生初步討論。學生活動：觀看錄像，思考老師所提問題，在教師的引導下初步討論。點評：通過實際問題的分析激發(fā)學生探索的興趣。教師活動：提出兩個問題讓大家思考討論：l、我國科技工作者能準確地預測火箭的變軌，衛(wèi)星的著落點，他們靠的是什么？2、利用我們已有的知識是否也能研究類似的較為簡單的問題？學生活動：學生思考討論、閱讀教材并回答：牛頓第二定律確定了力和運動的關系，使我們能夠把物體的運動情況和受力情況聯(lián)系起來，從受力情況確定出物體的運動情況。點評：趁熱打鐵，設置疑問，激發(fā)學生將新問題與所學知識聯(lián)系掛鉤。教師活動：限于目前的知識水平，我們還不能直接研究上述問題，但我們可以本著由易到難的原則，從最簡單的例子入手去探討運動和力的關系問題的求解思路。下面我們就來學習有關知識。點評：充分利用新時期的高科技成果展示自然科學規(guī)律的巨大魅力，同時激發(fā)學生的愛國熱情和奮發(fā)學習探索的精神。（二）進行新課1、從受力確定運動情況教師活動：投影展示例題1 并布置學生審題：一個靜止在水平地面上的物體，質(zhì)量是 2kg，在 6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運動。物體與地面間的摩擦力是4.2N。求物體在4s末的速度和4s內(nèi)的位移。問：l、本題研究對象是誰？它共受幾個力的作用？物體所受的合力沿什么方向？大小是多少？ 2、本題要求計算位移和速度，而我們只會解決勻變速運動問題。這個物體的運動是勻變速運動嗎？依據(jù)是什么？ 3、FN和G在豎直方向上，它們有什么關系？學生活動：學生思考討論后作答，并進一步判定：物體所受的合力水平向右，根據(jù)牛頓第二定律其加速度一定水平向右，因此物體向右做勻加速直線運動。FN和G在豎直方向上，大小相等、方向相反，是一對平衡力。借機讓學生對平衡力和作用力與反作用力進行比較鑒別。點評：通過分析實例，培養(yǎng)學生分析探索和尋找物理量之間的關系，發(fā)現(xiàn)淺層次規(guī)律的能力，運用物理語言的能力。教師活動：經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)該題屬于已知受力求運動呢，還是已知運動求受力呢？學生活動：學生討論并形成一致意見：已知受力求運動學情況。點評：培養(yǎng)學生敏銳觀察并總結(jié)的能力。教師活動：要求學生在分析的基礎上，畫出受力分析圖，并完整列出解答過程，提醒學生寫明依據(jù)并與投影答案相對照。學生活動：學生計算，交流合作，找出不完善的地方予以改正。點評：培養(yǎng)學生書面表述清楚物理問題的能力。教師活動：如果已知物體的運動情況，根據(jù)運動學公式求出物體的加速度，就可以根據(jù)牛頓第二定律確定物體所受的外力，這是動力學所要解決的另一類問題。2、從運動情況確定受力教師活動：投影展示例2并布置學生審題：一個滑雪的人質(zhì)量是 75 kg，以v02m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角30。在 t5s的時間內(nèi)滑下的路程x60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）問：本題屬于那類力學問題？人共受幾個力的作用？各力方向如何？它們之中哪個力是待求量？哪個力實際上是己知的？待求力是誰？物體所受的合力沿什么方向？學生活動：學生分小組思考討論，小組代表回答解題思路，描述物體受力情況。該題為已知受力求運動，合力沿運動方向，動力實際上是已知的。點評：通過分析實例，培養(yǎng)學生分析探索和尋找物理量之間的關系，發(fā)現(xiàn)淺層次規(guī)律的能力，運用物理語言表述物理問題的能力。教師活動：提問題：本題中物體受力方向較為復雜，物體沿斜面方向勻加速下滑，我們應當如何建立坐標系求合力？學生活動：學生分小組繼續(xù)思考討論，然后作出正確選擇：沿平行于斜面和垂直于斜面分別建立坐標系的x軸和y軸，使合力的方向落在x軸的正方向上，然后求合力比較方便。點評：引導學生仿照前4.3中例題2中的方法建立坐標系求合力。溫故知新，相關知識及時記憶、整理和分析。教師活動：讓學生口述解答步驟，教師板演解答過程，并提示學生注重代數(shù)式的運算，必要時再代入數(shù)值。學生活動：順應解題思路，聯(lián)系力的分解知識，討論交流，思維碰撞。點評：培養(yǎng)學生養(yǎng)成規(guī)范做題的良好習慣.教師活動：問題：l、上述兩個例題在解題方法上有什么相同和不同之處？2、在例2中，為什么要建立平面直角坐標系？3、在運動學公式中通常是以v0為正方向的，但在利用牛頓第二定律列方程時，選什么方向為正方向較為方便？努力啟發(fā)引導學生發(fā)現(xiàn)異同。學生活動：學生思考討論，交流合作，推舉學生回答，并相互補充：l、兩題都需畫受力圖，都要利用牛頓第二定律和運動學公式，畫受力圖是重要的解題步驟。不同之處是例1先用牛頓第二定律求加速度，而例2先用運動學公式求加速度。2、例2中物體受力方向較為復雜，建立平面直角坐標系后，就可以用G1和G2代替G，使解題方便。3、因為加速度的方向就是物體所受合外力的方向，所以以加速度的方向為正方向，會給分析問題帶來很大方便。點評：培養(yǎng)學生觀察、思考、辨析、歸納綜合的能力。教師活動：出示課堂練習（見實例探究），適當加入學生討論。檢查練習結(jié)果并予以評價矯正。學生活動：完成練習，匯報討論。點評：在實際應用中鍛煉能力。（三）課堂總結(jié)、點評教師活動：讓學生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學到黑板上總結(jié)，其他同學在筆記本上總結(jié)，然后請同學評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。學生活動：認真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。點評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學生概括總結(jié)能力。教師要放開，計學生自己總結(jié)所學內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。（四）實例探究力和運動的關系1、一個物體放在光滑水平面上，初速為零，先對物體施加一向東的恒力F，歷時1秒，隨即把此力改變?yōu)橄蛭?，大小不變，歷時1秒鐘，接著又把此力改為向東，大小不變，歷時1秒鐘，如此反復只改變力的方向，共歷時1分鐘，在此1分鐘內(nèi)A物體時而向東運動，時而向西運動，在1分鐘末靜止于初始位置之東B物體時而向東運動，時而向西運動，在1分鐘末靜止于初始位置C物體時而向東運動，時而向西運動，在1分鐘末繼續(xù)向東運動D物體一直向東運動，從不向西運動，在1分鐘末靜止于初始位置之東牛頓運動定律的應用2、用 30N的水平外力 F，拉一靜止放在光滑的水平面上質(zhì)量為 20kg的物體，力 F作用 3秒后消失，則第5秒末物體的速度和加速度分別是 Av = 7.5 ms，a = l.5ms2 Bv = 4.5ms，a = l.5ms2 Cv = 4.5 ms，a = 0 Dv = 7.5 ms，a =03、質(zhì)量是3kg的木塊，原來在光滑水平面上運動，受到8N的阻力后，繼續(xù)前進9 m速度減為原來的一半，則原來的速度是 ms，木塊作勻減速運動，直到靜止的時間是 s4、質(zhì)量是 5kg的物體，在水平恒為F=20N的作用下，從靜止開始經(jīng)過 2s速度達到 2m/s，則物體與水平面間的動摩擦因數(shù)是 。5、用2N的水平拉力，正好使木塊在水平地面上作勻速直線運動，現(xiàn)用4N的水平拉力使木塊在 2s內(nèi)速度從2 ms增加 6ms，則木塊的質(zhì)量是 6、質(zhì)量為2 kg的物體，在8N的水平力作用下以10m/s的速度沿粗糙水平面做勻速直線運動，撤去拉力后4秒鐘內(nèi)物體的位移是多少米？7、一個物體從10m長，5m高的斜面頂端自靜止開始滑下，設物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.2，求它滑到斜面底端所用的時間和末速度。課余作業(yè)1、課后完成課本91頁“問題與練習”中的習題。2、課后你能否用圖表的形式具體總結(jié)一下兩種動力學題目的基本解題思路？點評：布置課外研究作業(yè)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，深入研究，進一步培養(yǎng)學生的歸納總結(jié)能力。教學體會思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學的根本；親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學生能力的關鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學就成了無源之水、無本之木。學生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。附錄1教材分析本章主要內(nèi)容是牛頓運動定律的教學，而牛頓運動定律的運用這方面的知識不僅是本章的一個難點，也是力學中常用的主要方法之一。本節(jié)課的主要任務是培養(yǎng)學生應用學過的知識去分析、解決實際問題，提高學生的綜合運用能力，應該著重培養(yǎng)學生具體問題具體分析，以科學、嚴謹?shù)膽B(tài)度對待實際問題，特別注意畫受力圖時，不要多畫力，也不要少畫力。力的平衡知識是初中所學內(nèi)容，在此應注意加強復習。“正交分解法”是非常實用的分解方法，可明確給學生提出。請學生回答問題時，不必請一些成績好的學生，也可以找一些中等程度的學生回答，在回答問題時暴露出的缺陷更有利于教學。本節(jié)課的例題教學，應盡量使用多媒體或幻燈機，以使達到較好的效果。附錄2學生分析學生在前面已經(jīng)學習了物體受力分析、牛頓運動定律、勻變速直線運動的有關規(guī)律、二力平衡及建立平面直角坐標系的有關知識，但由于本節(jié)課的綜合程度較高，特別是對高一學生來說，他們一時不太適應，所以教師在選題時每個題中出現(xiàn)的難點一時不可過多，應循序漸進。解題時要規(guī)范學生的解題步驟，注意提醒學生每寫一個式子，都必須有客觀依據(jù)，必須從基本公式著手。式子中的每一項，甚至每一個“”、“”號，必須有根據(jù)，不可想當然，主觀臆斷。由于題目分析過程中牽涉到的知識點比較多，在課堂上可放手讓學生討論、交流。111